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Université des sciences et techniques du Languedoc. (2001)

Contribution à l’amélioration des pratiques d’irrigation à la raie par une modélisation simplifiée à l’échelle de la parcelle et de la saison

Mailhol, Jean Claude

Titre : Contribution à l’amélioration des pratiques d’irrigation à la raie par une modélisation simplifiée à l’échelle de la parcelle et de la saison

Auteur : Mailhol, Jean Claude

Université de soutenance : Université des sciences et techniques du Languedoc.

Grade : Doctorat : Mécanique, génie mécanique, génie civil : Montpellier 2 : 2001

Résumé
Malgré un effort conséquent de modernisation, l’irrigation gravitaire est encore de nos jours considérée comme une technique d’arrosage synonyme de gaspillages d’eau et génératrice de risques environnementaux. Dans le présent travail, une modélisation opérationnelle est proposée pour améliorer la pratique du gravitaire et faire en sorte que ce mode d’arrosage, qui est le plus répandu dans le monde, s’inscrive dans un contexte d’agriculture durable. L’analyse des sources d’hétérogénéité fondée sur l’interprétation de leurs conséquences sur l’avancement, initie la mise en oeuvre d’un modèle intégré pour tester l’impact d’une pratique d’arrosage sur l’efficience hydraulique et le rendement à l’échelle d’une parcelle irriguée à la raie. La première étape de la modélisation a trait au développement d’un modèle analytique simplifié permettant de simuler l’avancement et l’infiltration à l’échelle de la raie pour différents types de conduite d’arrosage. Un générateur de paramètres réalise le couplage entre modèle d’irrigation à la raie, et modèle de culture simulant le bilan hydrique et le rendement. Cet ensemble de modèles constitue une approche intégrée permettant d’identifier des pratiques d’irrigation efficientes, tant du point de vue hydraulique qu’agronomique, et de mettre en évidence des risques de drainage locaux. On s’intéresse alors à leurs conséquences sur le lessivage d’azote en liaison avec une pratique de fertilisation utilisée dans le S-E de la France. Expérimentation et modélisation adaptées au contexte bidimensionnel des transferts d’eau et de solutés (code numérique HYDRUS-2D, Simunek et al., 1996) montrent que le risque de lessivage est réduit par cette technique de fertilisation même lors de régimes d’irrigation excessifs. Ce travail souligne l’intérêt de l’usage conjoint des approches complémentaires que sont modélisation intégrée et modélisation spécifique mécaniste pour traiter de la façon la moins erronée qui soit d’un problème complexe.

Despite of substantial modernisation efforts, surface irrigation continues to be perceived low efficient and damageable to environment (nitrates pollution). In this work, an operative modelling is proposed to improve surface irrigation practice with respect to the sustainable agriculture concept. The analysis of variability sources and their impact on the advance process, results in the development of an integrated modelling approach for testing the impact of irrigation practices on the efficiency and crop yield at a furrow irrigated plot scale. The first step of the modelling deals with the analytical modelling of the advance-infiltration process at the furrow scale for different irrigation methods. The coupling between furrow irrigation model and crop model, simulating water balance and crop yield, is performed using a generator of parameters. The whole results in a integrated approach allowing to identify efficient irrigation practices (with acceptable crop yield levels), and to point out local risks of drainage. We then focus on the risks of nitrates leaching by analysing the impact of a fertilisation practice used in S-E of France on the nitrate leaching by means of field measurements and a modelling approach adapted to the 2D water and solute transfer (Hydrus-2D model, Simunek et al, 1996). The result analysis shows that the fertiliser method reduces the risk of nitrates leaching during the irrigation season even under heavy infiltration rates. This work underlines the interest of using complementary approaches : ’integrated’ and specific mechanistic modelling, to deal with a difficult problem.

Mots clés : Cultures irriguées — Modèles mathématiques — Cultures irriguées — Automatisation — Percolation dans les sols

Présentation (SUDOC-ABES)

Présentation (CemOA)

Page publiée le 22 février 2008, mise à jour le 9 octobre 2019